Velký třesk

Z Wikina

Přejít na: navigace, hledání

(velká exploze, Big Bang)

Obsah

Teorie vzniku vesmíru

Dnešní, všeobecně přijímaná teorie vzniku vesmíru. Velkým třeskem začal vývoj vesmíru. Pozorování nasvědčují tomu, že vesmír vznikl nesmírnou explozí asi před 10 mld. let (Tato hodnota je zatím přibližná; skutečné stáří vesmíru je pravděpodobně o něco větší – podle současných výsledků asi 12—13 mld. let.) Explozí se obecně rozumí okamžité uvolnění nahromaděné energie. Celý vesmír a jeho energie se podle teorie velkého třesku uvolnily z malého, ale nesmírně hustého a žhavého zárodku. Nasvědčuje tomu pozorování rozpínání vesmíru, reliktního záření, kosmologického helia a kosmologického deuteria. K samotnému počátku se však dopracovává tato kosmologická teorie pomocí matematiky a fyziky elementárních částic. Avšak při hustotě 5´1093 g cm–3 , kterou měl vesmír 5´10–44 s po svém začátku, se uplatňují kvantové efekty a neplatí představa hladkého a spojitého prostoročasu. Ani nejodvážnější fyzikální extrapolace se nemohou nikdy dostat k počátku blíže, než je tento velmi kratičký Planckův čas.

Lze tedy poznávat jen to, co se dělo po Planckově času. Avšak dnešní znalosti elementárních částic dovolují odvodit události až po době 10–35 s. V tomto okamžiku byl průměr celého vesmíru jen 10–24 cm a všechny jeho části byly v těsném kontaktu. Tak lze vysvětlit homogennost a izotropnost vesmíru, což znamená, ze v hrubém měřítku je všude a ve všech směrech stejný. To byl začátek inflace – nesmírně prudce zrychleného rozepnutí. V kratičkém okamžiku (10–32 s) se vesmír rozepnul z průměru stotrilionkrát menšího, než má proton (tj. z Planckovy délky) na velikost kopacího míče. Další rozpínání po inflaci pokračovalo setrvačností až do dnešní doby. Hnací silou inflace byla antigravitace – odpudivá síla mezi všemi částicemi, která je důsledkem velkého sjednocení. Nesmírně žhavá látka sestávala ze stejného množství základních elementárních částic a jejich antičástic: kvarků a antikvarků, elektronů a pozitronů, neutrin a antineutrin.

Tyto částice hmoty se bleskurychle pohybovaly v „moři“ gluonů a vysokoenergetických gama-fotonů. Při srážkách docházelo částic anihilací a k jejich vzniku materializací.

Rozpínání vesmíru

Rozpínáním vesmír chladl, energie fotonů klesala a materializace ustávala. 10–4 s po velkém třesku anihilovaly antikvarky s kvarky. Přežil jen malý přebytek kvarků (jeden z miliardy), které se spojily v baryony. Ty se posléze rozpadly v protony a neutrony. Také neutrony se rozpadají (s poločasem rozpadu 15 min). Avšak dříve, než mohlo dojít k rozpadu neutronů (na proton a elektron), spojily se jadernou silou s protony v deuterony, alfa-částice a jádra lithia. Tento proces vzniku prvých systémů částic vůbec se nazývá kosmologická nukleosyntéza. Mohlo k ní dojít až tehdy, kdy kinetická energie částic poklesla pod vazebnou energii nukleonů v jádře, která se měří v MeV. Tomu odpovídá teplota několika desítek miliard kelvinů, neboť 1 eV je průměrná kinetická energie částic při teplotě 104 K.

Helium ve vesmíru

Kosmologické helium, deuterium a lithium se dochovaly dodnes. Převážná většina helia v dnešním vesmíru pochází z oněch dob a jen menší množství bylo vytvořeno hořením vodíku v nitru hvězd. Pozorované množství helia ve vesmíru však nelze vysvětlit jenom hořením vodíku v nitru hvězd. Proto Gamow ve 40. letech 20. stol. vyslovil domněnku, že helium vzniklo na počátku vesmíru, ve velmi horké látce (kterou nazýval „ylem“). Tato jeho domněnka v kombinaci s pozorovaným rozpínáním vesmíru se staly základem pro teorii velkého třesku.

Zářivé období

Při poklesu teploty pod 10 mld. K klesla i energie fotonů pod 1 MeV. Poněvadž klidová energie elektronu a pozitronu je 0,5 MeV, fotony neměly dostatečnou energii, aby se materializovaly v dvojici elektron-pozitron. Proces anihilace elektron-pozitron však probíhal dále, takže fotonů přibývalo na úkor hmotných částic. Převaha fotonů nad částicemi (přesně řečeno: převaha hustoty energie záření nad hustotou klidové energie hmoty) je důvodem, proč se počáteční období vesmíru nazývá zářivé období. Trvalo asi 300 000 let do doby, než došlo ke kosmologické rekombinaci.

Kosmologickou rekombinací končí zářivé období vesmíru a začíná jeho hvězdné období, které trvá dodnes.

Odkazy

Reference

Velká encyklopedie vesmíru

Související témata

Literatura

Internetové odkazy

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Stránky
Nástroje
[CNW:Counter]